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1、 塑料成型模具与设备 设计题目：手机内板塑料模设计 专 业： 模具设计与制造 学 号： 2008622025 姓 名： 姚蕾 指导老师： 卞平 十堰职业技术学院机电工程系 2010年6月 产品三维图： 二维图： 材料：PPO（聚苯醚） 生产批量：大批量 设计任务 1. 出三维塑料模具图一张 2. 制模具设计说明书一份 一、塑件
2、的工艺性分析 1、塑料的原材料分析，如下表以所示： 表1 塑料的原材料分析 塑件名称 结构特点 使用温度 化学稳定性 性能特点 成型特点 PPO （聚苯醚） 非线性结构 可在1000℃以下环境中工作 1.对水、弱酸、弱碱及弱的无机酸，有机酸等性能稳定，无影响2.不耐汽油，在汽油中易开裂 3.对子外线不稳定，不宜暴晒。4.易溶于氢化烃、芳香烃中 1.较好的抗冲击和几何稳定性，延展强度、抗疲劳强度
3、较好，有较好的综合性能； 2.绝缘性好，受温度及频率变化的影响很小； 3.吸水性小，但易开裂，故用改性聚苯醚以消除应力，减小开裂； 4.成型加工性能好，带耐热性略差 5. 聚苯醚的成型温度为280-330度，改性聚苯醚的成型温度为260-285度 6. 流动性差，为类似牛顿流体，粘度对温度比较敏感，制品厚度一般在0.8毫米以上。极易分解，分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度，模具应加热，浇注系统对料流阻力应小。 1.易于成型，但需干燥处理； 2.由于PPO流动性差，对温度变化敏感，凝固速度快，成形收缩小，故模具主流道锥度宜大及用拉料钩，且浇注系统应对料流阻力小，进料口宜厚，浇道
4、短粗，可采用用直接进料口或扇形、扁平进料口 3. 模温取100～150度为宜，可防止过早冷却，提高充模速度，降低料温及注压，改善表面光泽、防止出现分层，熔接痕，皱纹及分解。模温低于100度者，尤其对薄壁塑件易造成充模不足，分层，高于150度易出现气泡，银丝翘曲。 4. 料温在300～330度时有好的流动性可供加工，复杂及薄壁塑件，注射压力宜取高压，高速注射，保压及冷却时间不要太长。 结论 该塑件有较好的工艺性能，适宜注塑成型，成型前需要干燥处理 2、塑件的尺寸精度分析： 根据塑件上的尺寸标准，均无特殊要求，为自由尺寸，但要求与外壳有一定的配合精度，故可按MT5级塑料件精度查
5、取公差值。其主要尺寸公差标注如下（单位：mm） 塑件外形尺寸：83+0.84 43 -0.64 内形尺寸：41+0.84 67 +1.06 孔尺寸：φ2.8+0.2 φ6 +0.24 孔心距尺寸：51+_0.37 34 +_0.38 3、塑件表面质量分析： 该塑件是手机内板，对表面质量没有特殊要求，因此表面粗糙度可取Ra1.5。 4、塑件结构工艺性分析： （1）侧壁有4个侧孔及1个圆孔和1个方孔故需采用侧抽芯成型； （2）最小孔径φ2.8mm，最小孔心距34mm，最小孔边距34mm均符合制造要求； （3）该产品形
6、状复杂，内壁有1个高1.3mm的内凸台，且壁厚不均匀，但最小壁厚0.6mm符合最小壁厚要求。 综上分析： 产品手机内壳可以采用带侧抽芯的塑料膜注射成型。 二成型设备的选择与模具工艺参数的编制 1、计算塑件的体积 可利用三维软件直接可以得到： 塑件的体积为：V1=4072.2mm3 浇注系统的体积：V2=6492mm 一次注射所需的塑件总体积为：V=V1+V2=10564.2 mm3 2、计算塑件的品质：查手册取密度=1.06 塑件的品质：M1=V10.0124（Kg）=4.3g 塑件与浇注系统的总质量：M=V11.198g 3选
7、用注塑机： 根据产品的形状，取一模两件的模具结构，在书中找到相应的成型设备，选得螺杆式注射成型机：XS—ZS—22. 4、塑件注塑成型工艺参数如表2所示， 表2 PPO塑件的注塑成型工艺参数 工艺参数 规格 工艺参数 规格 预热和干燥 温度：100以内 时间：>2h 成型时间 注射时间：0-4s 保压时间：25-65s 冷却时间：40-70s 总周期：55-110s 料筒温度 后段：200~220 中段：220-250 前段：250~270 螺杆转速 r/min 30~50 喷嘴温度 200~230 后处理 方法：热风干燥 温度：
8、80-90 时间：60—100min 模具温度 60~100 注塑压力MPa 90~130MPa 试模时，可根据实际情况做适当调整；模具成型工艺卡如表3所示。 表3 手机内板模塑工艺卡 十堰职业技术学院 手机内板模塑工艺卡 质料编号 车间 模具教研室 共 页 第 页 零件名称 手机内板 材料牌号 PPO 设备型号 XS—ZS—22 装配图号 材料定额 每模件数 2 零件图号 单件质量 4.3g 工装号 材 料 干燥
9、 设备 温度℃ 小于100℃ 时间h h ≥2h 料 桶 温 度 后段℃ 200~220 中段℃ 220-250 前段℃ 250~270 喷嘴℃ 200~230 模具温度℃ 60~100 时 间 注射h 0~4 保温s 25-65s 冷却s 40-70s 压 力 注射压力MP 90~180 背压 后处理 温度℃ 80-90 时间 定额 辅助 时间mi
10、n 60-100 单件 检验 编制 校对 审核 组长 车间主任 检验组长 主管工程师 三、模具结构方案的确定 1、分型面的选择 分型面应选择在塑件截面最大处，尽量取在料流末端，利于排气，保证塑件表面质量，该零件的分型面如下图1所示， 取塑件的底，图2为型芯和型腔及零件的组合图。 图1 图2 2、型腔数量的确定及型腔的排列 该塑件的尺寸相对适
11、中，可以采用一模二腔，型腔布置在模具的中间，有利于排气和模具的质量平衡， 但该塑件有6个侧孔，需要用到侧抽心。如图： 3、浇注系统的设计 模具浇口套主流道球面半径R与注塑机喷嘴球面半径R的关系为：R= R+(1～2)=12+2=14mm 模具浇口套主流道小端直径d与喷嘴出口直径d的关系为：d=d+（1～0.5）=3.5+0.5=4mm；流道呈圆锥形，其锥度取2； 流道取圆柱形，分流道取圆形，其半径R=4mm; 浇口采用点浇口，从塑件的中右端进料，如图3所示： 浇注系统的设计 4、型芯和型腔的结构确定
12、 经过考虑，决定用整体式型芯和型腔的结构，因为其结构牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接痕，满设计要求。 型芯如下： 型芯 型腔 5、推出方式的选择 此模具的型芯在动模，开模后，塑件包紧型芯留在动模一侧，根据塑件是壳类零件的特点，可采用推件板推出形式，这样推出平稳，有效地保证了推出后塑件的质量，模具结构也比较的简单。 6、侧型芯的选择与确定 通过观察及测量知道，零件两侧各需要两个侧型芯成型倒扣，左端应该是一个多型芯的侧滑块。 7、标准模架的选择 标准模架模架一经选定，就可以到市
13、场上购买到，此模具采用细水口类型，所以选用“LKM-PP2550 20 35 35 80 ”，其中参数的含义是： 2550——模架的长和宽分别为500mm和250mm 20——R板厚20 mm 35——A板厚35 mm 35——B板厚35 mm 80——C板厚80 mm 模架的剖视图如下 型芯和型腔及零件的剖视图如下 四．成型零件工作尺寸的计算 工件的尺寸如下图所示： 由上面的零件图可知所有的尺寸都没有标注公差，尺寸精度要求比较低，在实际生产中，为了简化计算，这一类尺寸在计算时往往
14、只加上它的收缩量，公差则按模具的经济制造精度取得。尺寸的计算如下表： 类型 塑件上的尺寸 计算公式 制造公差 收缩率Scp％ 计算结果 型腔尺寸 83 L=(L+LS-3/4△)+σz0 MT 5级 成型收缩率: 0.4-0.7% 82.67 43 42.74 4 L=(L+LS-2/3△)+σz0 3.76 6 5.73 型芯尺寸 6 L=(L+LS+3/4△)+σz0 MT 5级 成型收缩率: 0.4-0.7% 6.22 2.8 3.12 5 L=(L+LS+2/3△)+σz0 5.2 3 3.2 中心距尺寸 34
15、 L=（L=Ls）+-1/2△ MT5级 成型收缩率: 0.4-0.7% 34.17+-0.26 51 51.23+-0.37 五．注射机有关工艺参数的校核 XS——ZS—22.注射机的主要参数如下表所示： 标称注射量 90cm 定位孔直径 Φ55mm 最大开模行程S 80mm 喷嘴球头直径 Φ12mm 最大装模高度H 180mm 喷嘴孔直径 2mm 最小装模高度H 60mm 中心顶杆直径 16mm 模板最大安装尺寸 250mm*280mm 顶出行程 0—110mm 1.注射量的校核 塑件与浇注系统的总体积
16、V=27510.7215mm=27.5107215cm远小于注塑机的标称注射量90cm； 2.模具闭和高度的校核 由装配图可知模具的闭和高度：H=260mm， 最小装模高度H=60mm，最大装模高度H=180mm，不能够满足HH H的安装条件； 所以XS——ZS—22注射机不满足要求，应该从选注射机。经过查阅设计手册决定选用XS—ZS—22注射机。 XS—ZS—22.注射机的主要参数如下表所示： 标称注射量 125cm 定位孔直径 Φ55mm 最大开模行程S 300mm 喷嘴球头直径 Φ12mm 最大装模高度H 300m
17、m 喷嘴孔直径 4mm 最小装模高度H 200mm 中心顶杆直径 50mm 模板最大安装尺寸 428mm*428mm 顶出行程 0—110mm 1.注射量的校核 塑件与浇注系统的总体积V=27510.7215mm=27.5107215cm远小于注塑机的标称注射量125cm； 2.模具闭和高度的校核 由装配图可知模具的闭和高度：H=260mm 最小装模高度H=200mm，最大装模高度H=300mm，能够满足HH H的安装条件， 3.模具安装部分的校核 该模具的外形尺寸为：280*230，注射机模板最大安装尺寸为428*428，故能满足安装要求；
18、 模具定位圈的直径为Φ100mm>注塑机定位孔直径Φ55mm，但不影响实际工作； 浇口套的球面半径为R7>喷嘴球头半径R4，符合要求； 4.模具开模行程的校核 如图所示，模具的开模行程S=塑件的高度+浇注系统的高度+顶杆的高度+（5～10）=10+60+35+5=110mm 注塑机的最大开模行程S=300mm> S=110mm 5.顶出部分的校核 模具上顶杆孔的直径为8×Φ14mm >注塑机中心顶杆直径Φ50mm 注塑机最大顶出距离为110mm>模具上所需要的最小顶出距离10mm 模具装配图如下： 结论：根据校核XS-ZY—125注射机完全能满足该模具
19、的使用要求。 六、模具装配图及模具零件明细表 19 型腔 12CrNi3A 2 18 型芯 12CrNi3A 2 17 复位杆 9SiCr 4 16 推杆 45 6 15 推杆固定板 45 1 14 推杆垫板 Q235 1 13 连接螺钉 45 6 12 下模座 HT210 1 11 垫块 Q275 2 10 型芯垫板 45 1 9 导滑槽 Q235 10 8 型芯套板 Q235 1 7 型腔套板 Q235 1 6 流道板 45 1 5 限位圈 45 1 4 浇口套 Cr12 1 3 限位圈固定螺钉 45 2 2 紧固螺钉 45 6 1 上模座 HT210 1 序号 名称 材料 件数
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